Думата изомер идва от гръцките думи iso, означаващи "равен" и meros, което означава "част" или "споделяне". Частите на изомера са атомите в съединението. Изброяването на всички видове и числа на атоми в дадено съединение дава молекулната формула. Показването на това как атомите се свързват в дадено съединение дава структурна формула. Химиците посочват съединения, състоящи се от една и съща молекулна формула, но различни изомери на структурна формула. Изчертаването на изомер на съединение е процесът на пренареждане на местата, където атомите са свързани в структура. Подобно е на подреждането на градивни елементи в различни подредби, като се спазват правилата.
Идентифицирайте и пребройте всички атоми, които трябва да бъдат изтеглени в изомерите. Това ще даде молекулна формула. Всички изтеглени изомери ще съдържат еднакъв брой от всеки тип атом, който се намира в оригиналната молекулна формула на съединението. Често срещан пример за молекулна формула е C4H10, което означава, че в съединението има четири въглеродни атома и 10 водородни атома.
Обърнете се към периодичната таблица на елементите, за да определите колко връзки може да направи един атом на елемент. По принцип всяка колона може да направи определен брой облигации. Елементи в първата колона като H могат да направят една връзка. Елементите във втората колона могат да направят две връзки. Колона 13 може да направи три връзки. Колона 14 може да направи четири връзки. Колона 15 може да направи три връзки. Колона 16 може да направи две връзки. Колона 17 може да направи една връзка.
Обърнете внимание колко връзки може да направи всеки тип атом в съединението. Всеки атом в изомер трябва да направи същия брой връзки, който е направил в друг изомер. Например за C4H10 въглеродът е в 14-та колона, така че той ще направи четири връзки, а водородът е в първата колона, така че ще направи една връзка.
Вземете елемента, който изисква да се направят повече връзки, и нарисувайте равномерно разположен ред от тези атоми. В примера C4H10 въглеродът е елементът, който се нуждае от повече връзки, така че редът просто ще има повторена буквата C четири пъти.
Свържете всеки атом в реда отляво надясно с един ред. Примерът за C4H10 ще има ред, който прилича на C-C-C-C.
Номерирайте атомите отляво надясно. Това ще гарантира, че се използва правилният брой атоми от молекулната формула. Това също ще помогне за идентифициране на структурата на изомера. Примерът за C4H10 ще има C от лявата страна, означен като 1. C директно вдясно от него ще бъде 2. C директно вдясно от 2 ще бъде означен като 3, а C в крайния десен край ще бъде означен като 4.
Бройте всяка линия между изтеглените атоми като една връзка. Примерът за C4H10 би имал 3 връзки в структурата C-C-C-C.
Определете дали всеки атом е направил максималния брой връзки според бележките, направени от периодичната таблица на елементите. Пребройте броя на връзките, които са представени с линии, свързващи всеки от атомите в реда. Примерът за C4H10 използва въглерод, който изисква четири връзки. Първият C има една линия, която го свързва с втория C, така че има една връзка. Първият C няма максималния брой облигации. Втората C има една линия, която го свързва с първата C и една линия, която го свързва с третата C, така че има две връзки. Втората C също няма максимален брой връзки. Броят на връзките трябва да бъде преброен за всеки атом, за да ви попречи да изтеглите неправилни изомери.
Започнете да добавяте атомите на елемента, които изискват следващия най-малък брой връзки към създадения преди това ред от свързани атоми. Всеки атом ще трябва да бъде свързан с друг атом с линия, която се брои за една връзка. В примера за C4H10 атомът, който изисква следващия най-малък брой връзки, е водородът. Всяко C в примера би имало едно H, нарисувано близо до него с линия, свързваща C и H. Тези атоми могат да бъдат изтеглени отгоре, отдолу или отстрани на всеки атом в предварително изтеглената верига.
Определете отново дали всеки атом е направил максималния брой връзки според бележките от периодичната таблица на елементите. Примерът за C4H10 би имал първата C, свързана към втората C и към H. Първият C ще има две линии и по този начин ще има само две връзки. Вторият C ще бъде свързан с първия C, а третият C и H. Вторият С ще има три линии и по този начин три връзки. Вторият С няма максималния брой връзки. Всеки атом трябва да се изследва отделно, за да се види дали има максимален брой връзки. Водородът прави само една връзка, така че всеки Н атом, изтеглен с една линия, свързваща се с атом С, има максимален брой връзки.
Продължете да добавяте атоми към предварително изтеглената верига, докато всеки атом има максимално разрешения брой връзки. Примерът за C4H10 би имал първата C, свързана с три Н атома, а втората C. Вторият С ще се свърже с първия С, третият С и два Н атома. Третата С ще се свърже с втората С, четвъртата С и два Н атома. Четвъртият С ще се свърже с третия С и три Н атома.
Пребройте броя на всеки тип атом в изтегления изомер, за да определите дали съответства на оригиналната молекулна формула. Примерът за C4H10 ще има четири атома C подред и 10 H атоми, заобикалящи реда. Ако числото в молекулната формула съвпада с първоначалния брой и всеки атом е направил максималния брой връзки, тогава първият изомер е завършен. Четирите атома С подред причиняват този тип изомер да се нарича правоверижен изомер. Правата верига е един пример за форма или структура, която може да приеме изомерът.
Започнете да рисувате втори изомер на ново място, като следвате същия процес като стъпки 1-6. Вторият изомер ще бъде пример за разклонена структура вместо права верига.
Изтрийте последния атом от дясната страна на веригата. Този атом ще се свърже с различен атом, отколкото в предишния изомер. Примерът за C4H10 ще има три последователни атома C.
Намерете втория атом в реда и нарисувайте последния атом, свързващ се с него. Това се счита за клон, тъй като структурата вече не образува права верига. Примерът за C4H10 би имал четвъртия C, свързващ се с втория C вместо третия C.
Определете дали всеки атом има максимален брой връзки според бележките, направени от периодичната таблица. Примерът за C4H10 би имал първата C, свързана с втората C с една линия, така че ще има само една връзка. Първият C няма максималния брой облигации. Второто C ще бъде свързано с първото C, третото C и четвъртото C, така че ще има три връзки. Вторият C няма да има максимален брой облигации. Всеки атом трябва да бъде определен поотделно, за да се види дали има максимален брой връзки.
Добавете атомите на елемента, изискващи следващия най-малък брой връзки в същия процес, както в стъпки 9-11. Примерът за C4H10 би имал първата С, свързана с втората С и три Н атома. Вторият С ще бъде свързан с първия С, третия С, четвъртия С и един Н атом. Третият С ще бъде свързан с втория С и три Н атома. Четвъртият С ще бъде свързан с втория С и три Н атома.
Пребройте числата на всеки тип атом и връзките. Ако съединението съдържа същия брой от всеки тип атом като оригиналната молекулна формула и всеки атом е направил максималния брой връзки, вторият изомер е завършен. Примерът за C4H10 ще има два пълни изомера, права верига и разклонена структура.
Повторете стъпки 13-18, за да създадете нови изомери, като изберете различни места за разклоняване на атомите. Дължините на клоните също могат да се променят с броя на атомите, разположени в клона. Примерът за C4H10 има само два изомера, така че се счита за завършен.
Неща, от които ще се нуждаете
- Молив
- Хартия
Съвети
-
Визуализирането на изомерите като триизмерни обекти в космоса може да е трудно за някои индивиди. Предлагат се модели на топки и тояги или компютърни програми, които помагат на хората да разберат структурите на различни изомери.
Понякога, когато бъдете помолени да нарисувате изомер, вече е дадена молекулярна формула, така че броенето и идентифицирането не са необходими. Ако вече е дадена молекулярна формула, пропуснете стъпка 1. Ако е дадена структура на съединение, не пропускайте стъпка 1 и считайте структурата за един от възможните изомери, когато изследвате окончателните изомери за огледални или обърнати версии.
Ако съединението има повече от два вида атоми, които изискват различен брой връзки, продължете да добавяте от повечето към най-малко необходимите връзки. Ако два атома изискват еднакъв брой връзки, е приемливо да се добавят в произволен ред.
Предупреждения
-
Има много изключения от общото правило на колоната за това колко връзки може да направи един атом на елемент. Номерата, предоставени в стъпка 2, са насоки, но не са твърди правила и трябва да се вземат предвид само за общи елементи, използвани в начинаещи изомерни чертежи като C, H, O, N и т.н. Студентите трябва да изучават орбитали и валентни черупки, за да разберат точно колко връзки може да направи всеки елемент. Елементите трябва да се изследват индивидуално за броя на възможните връзки, които биха могли да бъдат направени.
В разклонен изомер е лесно да се повярва, че огледален образ на изомера е различен изомер. Ако изомерът би имал същата структура, когато се отразява в огледало или се обръща в която и да е посока, това е същата структура, а не различен изомер. Проследявайте различни изомери, като номерирате атомите и наблюдавате дали той може да бъде със същата форма като друг, като прелиствате или отразявате.
Усъвършенстваните изомери могат да съдържат пръстеновидни форми и други структурни конструкции, които не трябва да се вземат предвид, докато след усвояването на прави верижни и разклонени изомери. За елементи в пръстеновидни форми могат да важат различни правила.